INHOUD
1. Situering .................................................................................................................................................................................................................. 3
1. 1 ‘Ecologie’ ........................................................................................................................................................................................................ 3
1.2. Ecologisch onderzoek: benaderingen ............................................................................................................................................................... 5
1.3. Statistiek ......................................................................................................................................................................................................... 6
1.4. Niveaus van ‘begrijpen’ .................................................................................................................................................................................... 6
1.4.1. Proximale en ultieme verklaringen ............................................................................................................................................................ 6
1.5. Toegepaste ecologie ........................................................................................................................................................................................ 6
2. Inleiding tot evolutiebiologie..................................................................................................................................................................................... 7
2.1. Evolutietheorie ................................................................................................................................................................................................ 7
2.2. Bewijs voor evolutie ......................................................................................................................................................................................... 7
2.2.1. Fossielen ................................................................................................................................................................................................ 8
2.2.2. Homologe kenmerken ............................................................................................................................................................................. 8
2.2.3. Overeenkomsten in het DNA .................................................................................................................................................................... 8
2.2.4. Waarneming van micro-evolutionaire veranderingen in bestaande populaties ........................................................................................... 9
2.3. Oorsprong van genetische variatie.................................................................................................................................................................. 10
2.4. Evolutiefactoren ............................................................................................................................................................................................ 10
2.4.1. Evolutie door natuurlijke selectie ........................................................................................................................................................... 11
2.4.2. Evolutie door seksuele selectie .............................................................................................................................................................. 12
2.4.3. Adaptatie door natuurlijke selectie ......................................................................................................................................................... 12
2.5. Soorten en soortvorming ................................................................................................................................................................................ 13
2.5.1. Allopatrische speciatie .......................................................................................................................................................................... 13
2.5.2. Sympatrische speciatie ......................................................................................................................................................................... 13
2.6. Evolutie als een interactie tussen toeval, ecologie en geschiedenis ................................................................................................................. 13
2.6.1. Toeval ................................................................................................................................................................................................... 13
2.6.2. Ecologie ................................................................................................................................................................................................ 14
2.6.3. Geschiedenis ........................................................................................................................................................................................ 14
2.7. Het ontstaan van het leven ............................................................................................................................................................................. 14
2.7.1. Stap 1: Het ontstaan van organische moleculen ..................................................................................................................................... 14
2.7.2. Stap 2: Het ontstaan van zelf-replicatie .................................................................................................................................................. 14
2.7.3. Stap 3: Ontstaan van membranen en het ontstaan van cellen .................................................................................................................. 15
2.7.4. Stap 4: Ontstaan van autotrofe organismen, ontstaan van fotosynthese .................................................................................................. 16
2.7.5. Stap 5: Ontstaan van de eukaryoten cel .................................................................................................................................................. 16
2.7.6. Stap 6: Meercellige organismen ............................................................................................................................................................. 17
1
, 2.8. Voorbeeld vragen........................................................................................................................................................................................... 17
3. Globale processen................................................................................................................................................................................................. 18
3.1. Platentektoniek ............................................................................................................................................................................................. 18
3.2. Klimaatsveranderingen .................................................................................................................................................................................. 19
3.3. Eilanden ........................................................................................................................................................................................................ 20
3.4. Biomen ......................................................................................................................................................................................................... 20
4. Condities en bronnen............................................................................................................................................................................................. 22
4.1. Distributie van organismen ............................................................................................................................................................................ 22
4.1.1. Condities .............................................................................................................................................................................................. 22
4.1.2. Bron ...................................................................................................................................................................................................... 27
4.2. De ecologische niche..................................................................................................................................................................................... 33
5. Inleiding tot populatie-ecologie .............................................................................................................................................................................. 35
5.1. Demografie ................................................................................................................................................................................................... 35
5.2. Individu ......................................................................................................................................................................................................... 36
5.3. Plaats............................................................................................................................................................................................................ 36
5.4. Metapopulatie ............................................................................................................................................................................................... 37
5.5. Tellen van individuen ..................................................................................................................................................................................... 37
5.5.1. Densiteit ............................................................................................................................................................................................... 37
5.5.2. Populatiegroei is exponentieel ............................................................................................................................................................... 38
5.5.3. Levensgeschiedeniskenmerken ............................................................................................................................................................. 39
5.6. Distributie ..................................................................................................................................................................................................... 39
5.6.1. Migratie................................................................................................................................................................................................. 39
5.6.2. Dispersie............................................................................................................................................................................................... 40
5.6.3. Distributiepatronen ............................................................................................................................................................................... 40
5.6.4. Zwermvorming ...................................................................................................................................................................................... 41
6. Interacties tussen populaties ................................................................................................................................................................................. 42
6.1. Concurrentie ................................................................................................................................................................................................. 42
6.1.1. Populatiedichtheid ................................................................................................................................................................................ 42
6.1.2. Interspecifieke concurrentie .................................................................................................................................................................. 44
6.2. Contramensalisme ........................................................................................................................................................................................ 50
6.2.1. Predatie ................................................................................................................................................................................................ 50
6.2.1. Parasitisme ........................................................................................................................................................................................... 51
6.3. Mutualisme ................................................................................................................................................................................................... 53
7. Gemeenschaps- en ecosysteemecologie ............................................................................................................................................................... 55
7.1. Gemeenschapsecologie ................................................................................................................................................................................ 55
2
, 7.1.1. Diversiteit.............................................................................................................................................................................................. 55
7.1.2. Patronen in ruimte en tijd – ruimte .......................................................................................................................................................... 56
7.1. 3. Patronen in ruimte en tijd – tijd .............................................................................................................................................................. 56
7.2. Ecosysteemecologie...................................................................................................................................................................................... 57
7.2.1. Energiedoorstroming doorheen ‘predator-prooi voedselketen’ ................................................................................................................ 57
7.2.2 Materiekringlopen .................................................................................................................................................................................. 61
1. SITUERING
1. 1 ‘ECOLOGIE’
• Haeckel 1886: ‘Wetenschappelijke studie van de interacties tussen organismen en hun omgeving’
o = Breed en vaag
• “Oikos” → huis
• Krebs 1972
o Ecologie = de studie van de interacties van organismen met hun abiotische en biotische omgeving die de
distributie en abundantie van die organismen bepalen
▪ Biotisch → leeft
▪ Abiotisch → deel van de omgeving dat louter fysisch is
▪ Interactie → competitie, samenwerken, …
▪ Abundantie → populatie groei
▪ Distributie → verspreiding
• Krebs 1994: “Ecologie is de wetenschappelijke studie van de interacties die de distributie en abundantie van
organisme bepalen”
• Natuurlijke historie (beschrijven/verzamelen)
o Past wetenschappelijke methode toe om inzicht te krijgen op de processen
• Wetenschappelijke methode
o 1. Formuleren van een vraagstelling in de vorm van een toetsbare hypothese
o 2. Toetsing via veldwaarnemingen en/of experimenteel onderzoek
▪ Alles proberen te weerleggen
▪ Stand van zaken is beter dan 100j terug. Niet per se de absolute waarheid, maar wel het beste wat we hebben
• Milieuactiegroepen
o Probeert gewoon objectief onderzoek te doen
▪ Soms dragen conclusies wel bij tot de bewustmaking van de wereld over bv de slechte resultaten op vlak van
klimaat
• ➔ Bestudeert de factoren die bepalen waar organismen voorkomen en in welke aantallen/densiteiten
•
Niveaus van ecologie
• Fysiologische ecologie
3
, o Tolerantiegrenzen doelsoorten
• Auto-ecologie
o Interactie van een organisme met zijn omgeving
o Tolerantiegrenzen, limiterende factoren
• Populatie-ecologie
o Kenmerken van populaties (densiteit + distributie)
o Populatie= groep conspecifieke organismen die samen voorkomen
▪ Eigenschappen: Populatiedensiteit + distributie van individuen
▪ Populatiedynamiek: veranderingen in densiteit en structuur van de populatie in de tijd, het resultaat van
geboorte, sterfte, emigratie en immigratie
o Genetische structuur
o Populatie-omvang
• Gemeenschapsecologie
o Gemeenschap = een verzameling van populaties van verschillende soorten die samen voorkomen
▪ Eigenschappen: Soortensamenstelling, structuur, soortendiversiteit
▪ Belang van interacties tussen populaties
• Competitie, predatie, parasitisme, mutualisme
o Diversiteit
o Structuur voedsel-web
• Ecosysteemecologie
o Ecosysteem = een verzameling gemeenschappen en hun abiotische omgeving die samen een geheel vormen
▪ Doorstromen van energie
• Komt ergens vandaan, wordt gebruikt en gaat dan ergens naartoe
• → Energiedoorstroom
▪ Kringloop van materie
• Blijft gerecycleerd, ‘gesloten’ systeem
o Vb van een ‘open’ systeem = rivier
• → Kringloop
▪
• Landschapsecologie
o Situering in landschap
o Externe invloeden
• Gedragsecologie
o Actieradius van doelsoorten
• Moleculaire ecologie
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1. Situering .................................................................................................................................................................................................................. 3
1. 1 ‘Ecologie’ ........................................................................................................................................................................................................ 3
1.2. Ecologisch onderzoek: benaderingen ............................................................................................................................................................... 5
1.3. Statistiek ......................................................................................................................................................................................................... 6
1.4. Niveaus van ‘begrijpen’ .................................................................................................................................................................................... 6
1.4.1. Proximale en ultieme verklaringen ............................................................................................................................................................ 6
1.5. Toegepaste ecologie ........................................................................................................................................................................................ 6
2. Inleiding tot evolutiebiologie..................................................................................................................................................................................... 7
2.1. Evolutietheorie ................................................................................................................................................................................................ 7
2.2. Bewijs voor evolutie ......................................................................................................................................................................................... 7
2.2.1. Fossielen ................................................................................................................................................................................................ 8
2.2.2. Homologe kenmerken ............................................................................................................................................................................. 8
2.2.3. Overeenkomsten in het DNA .................................................................................................................................................................... 8
2.2.4. Waarneming van micro-evolutionaire veranderingen in bestaande populaties ........................................................................................... 9
2.3. Oorsprong van genetische variatie.................................................................................................................................................................. 10
2.4. Evolutiefactoren ............................................................................................................................................................................................ 10
2.4.1. Evolutie door natuurlijke selectie ........................................................................................................................................................... 11
2.4.2. Evolutie door seksuele selectie .............................................................................................................................................................. 12
2.4.3. Adaptatie door natuurlijke selectie ......................................................................................................................................................... 12
2.5. Soorten en soortvorming ................................................................................................................................................................................ 13
2.5.1. Allopatrische speciatie .......................................................................................................................................................................... 13
2.5.2. Sympatrische speciatie ......................................................................................................................................................................... 13
2.6. Evolutie als een interactie tussen toeval, ecologie en geschiedenis ................................................................................................................. 13
2.6.1. Toeval ................................................................................................................................................................................................... 13
2.6.2. Ecologie ................................................................................................................................................................................................ 14
2.6.3. Geschiedenis ........................................................................................................................................................................................ 14
2.7. Het ontstaan van het leven ............................................................................................................................................................................. 14
2.7.1. Stap 1: Het ontstaan van organische moleculen ..................................................................................................................................... 14
2.7.2. Stap 2: Het ontstaan van zelf-replicatie .................................................................................................................................................. 14
2.7.3. Stap 3: Ontstaan van membranen en het ontstaan van cellen .................................................................................................................. 15
2.7.4. Stap 4: Ontstaan van autotrofe organismen, ontstaan van fotosynthese .................................................................................................. 16
2.7.5. Stap 5: Ontstaan van de eukaryoten cel .................................................................................................................................................. 16
2.7.6. Stap 6: Meercellige organismen ............................................................................................................................................................. 17
1
, 2.8. Voorbeeld vragen........................................................................................................................................................................................... 17
3. Globale processen................................................................................................................................................................................................. 18
3.1. Platentektoniek ............................................................................................................................................................................................. 18
3.2. Klimaatsveranderingen .................................................................................................................................................................................. 19
3.3. Eilanden ........................................................................................................................................................................................................ 20
3.4. Biomen ......................................................................................................................................................................................................... 20
4. Condities en bronnen............................................................................................................................................................................................. 22
4.1. Distributie van organismen ............................................................................................................................................................................ 22
4.1.1. Condities .............................................................................................................................................................................................. 22
4.1.2. Bron ...................................................................................................................................................................................................... 27
4.2. De ecologische niche..................................................................................................................................................................................... 33
5. Inleiding tot populatie-ecologie .............................................................................................................................................................................. 35
5.1. Demografie ................................................................................................................................................................................................... 35
5.2. Individu ......................................................................................................................................................................................................... 36
5.3. Plaats............................................................................................................................................................................................................ 36
5.4. Metapopulatie ............................................................................................................................................................................................... 37
5.5. Tellen van individuen ..................................................................................................................................................................................... 37
5.5.1. Densiteit ............................................................................................................................................................................................... 37
5.5.2. Populatiegroei is exponentieel ............................................................................................................................................................... 38
5.5.3. Levensgeschiedeniskenmerken ............................................................................................................................................................. 39
5.6. Distributie ..................................................................................................................................................................................................... 39
5.6.1. Migratie................................................................................................................................................................................................. 39
5.6.2. Dispersie............................................................................................................................................................................................... 40
5.6.3. Distributiepatronen ............................................................................................................................................................................... 40
5.6.4. Zwermvorming ...................................................................................................................................................................................... 41
6. Interacties tussen populaties ................................................................................................................................................................................. 42
6.1. Concurrentie ................................................................................................................................................................................................. 42
6.1.1. Populatiedichtheid ................................................................................................................................................................................ 42
6.1.2. Interspecifieke concurrentie .................................................................................................................................................................. 44
6.2. Contramensalisme ........................................................................................................................................................................................ 50
6.2.1. Predatie ................................................................................................................................................................................................ 50
6.2.1. Parasitisme ........................................................................................................................................................................................... 51
6.3. Mutualisme ................................................................................................................................................................................................... 53
7. Gemeenschaps- en ecosysteemecologie ............................................................................................................................................................... 55
7.1. Gemeenschapsecologie ................................................................................................................................................................................ 55
2
, 7.1.1. Diversiteit.............................................................................................................................................................................................. 55
7.1.2. Patronen in ruimte en tijd – ruimte .......................................................................................................................................................... 56
7.1. 3. Patronen in ruimte en tijd – tijd .............................................................................................................................................................. 56
7.2. Ecosysteemecologie...................................................................................................................................................................................... 57
7.2.1. Energiedoorstroming doorheen ‘predator-prooi voedselketen’ ................................................................................................................ 57
7.2.2 Materiekringlopen .................................................................................................................................................................................. 61
1. SITUERING
1. 1 ‘ECOLOGIE’
• Haeckel 1886: ‘Wetenschappelijke studie van de interacties tussen organismen en hun omgeving’
o = Breed en vaag
• “Oikos” → huis
• Krebs 1972
o Ecologie = de studie van de interacties van organismen met hun abiotische en biotische omgeving die de
distributie en abundantie van die organismen bepalen
▪ Biotisch → leeft
▪ Abiotisch → deel van de omgeving dat louter fysisch is
▪ Interactie → competitie, samenwerken, …
▪ Abundantie → populatie groei
▪ Distributie → verspreiding
• Krebs 1994: “Ecologie is de wetenschappelijke studie van de interacties die de distributie en abundantie van
organisme bepalen”
• Natuurlijke historie (beschrijven/verzamelen)
o Past wetenschappelijke methode toe om inzicht te krijgen op de processen
• Wetenschappelijke methode
o 1. Formuleren van een vraagstelling in de vorm van een toetsbare hypothese
o 2. Toetsing via veldwaarnemingen en/of experimenteel onderzoek
▪ Alles proberen te weerleggen
▪ Stand van zaken is beter dan 100j terug. Niet per se de absolute waarheid, maar wel het beste wat we hebben
• Milieuactiegroepen
o Probeert gewoon objectief onderzoek te doen
▪ Soms dragen conclusies wel bij tot de bewustmaking van de wereld over bv de slechte resultaten op vlak van
klimaat
• ➔ Bestudeert de factoren die bepalen waar organismen voorkomen en in welke aantallen/densiteiten
•
Niveaus van ecologie
• Fysiologische ecologie
3
, o Tolerantiegrenzen doelsoorten
• Auto-ecologie
o Interactie van een organisme met zijn omgeving
o Tolerantiegrenzen, limiterende factoren
• Populatie-ecologie
o Kenmerken van populaties (densiteit + distributie)
o Populatie= groep conspecifieke organismen die samen voorkomen
▪ Eigenschappen: Populatiedensiteit + distributie van individuen
▪ Populatiedynamiek: veranderingen in densiteit en structuur van de populatie in de tijd, het resultaat van
geboorte, sterfte, emigratie en immigratie
o Genetische structuur
o Populatie-omvang
• Gemeenschapsecologie
o Gemeenschap = een verzameling van populaties van verschillende soorten die samen voorkomen
▪ Eigenschappen: Soortensamenstelling, structuur, soortendiversiteit
▪ Belang van interacties tussen populaties
• Competitie, predatie, parasitisme, mutualisme
o Diversiteit
o Structuur voedsel-web
• Ecosysteemecologie
o Ecosysteem = een verzameling gemeenschappen en hun abiotische omgeving die samen een geheel vormen
▪ Doorstromen van energie
• Komt ergens vandaan, wordt gebruikt en gaat dan ergens naartoe
• → Energiedoorstroom
▪ Kringloop van materie
• Blijft gerecycleerd, ‘gesloten’ systeem
o Vb van een ‘open’ systeem = rivier
• → Kringloop
▪
• Landschapsecologie
o Situering in landschap
o Externe invloeden
• Gedragsecologie
o Actieradius van doelsoorten
• Moleculaire ecologie
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